江苏省高考力学实验题的命题特色及备考策略

孙乐　李轶

2005年秋，江苏省以第二梯队身份进入新课程改革，2008年夏，江苏省新课改第一次高考如期进行。近几年来江苏高考物理试题特色鲜明，注重双基考查，高考的导向作用突出，为新课改的进一步推进指明了方向。

1试题分析

江苏省近3年高考物理实验试题分析见表1。

2014年第11题2015年第11题2016年第11题

实验目的验证力的平行四边形定则小磁铁在铜管中下落的运动规律验证机械能守恒定律

实验装置

考查内容（1）力的图示（作图法）。

（2）比较实验过程中拉力的大小。

（3）实验误差理论分析。

（4）实验注意事项分析。（1）实验操作注意事项。

（2）实验数据处理（纸带处理）。

（3）实验现象分析。

（4）实验结论归纳。

（1）ΔEp=mgh中h的理解。

（2）ΔEk=12mv2中v的计算。

（3）[ZK（]实验数据处理（ΔEp与ΔEk关系的理解）。[ZK）]

（4）实验改进建议。

易错点分析第（2）问中比较实验过程中拉力的大小，橡皮筋中的弹力不满足胡克定律，此时应根据题目给的具体情景具体分析，不能盲目经验主意，Fa=Fb才是正确答案。

第（2）问中实验数据处理（纸带处理），确定一合适的点为O点，每隔1个计时点取1个计数点，计算打4个点时纸带的速度时应用到5.60和4.04这两个数据。

第（3）问中实验数据处理（ΔEp与ΔEk关系的理解），凭经验和简单记忆盲目认为是空气阻力的影响，没有从理论上分析ΔEp小于ΔEk在真正原因是v的测量偏大造成的。

审题突破分析

“他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发现读数不相同”是否意味着：用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到不同的长度时，读数才可能相同，为Fa与Fb的关系铺垫。

“将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管，重复上述实验操作，结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同”对比实验的目的是引导学生理解电磁阻尼的原因。

“在钢球底部竖直地粘住一片宽带为d的遮光条”和“取v=dt作为钢球经过A点时的速度”，这两句话即暗示学生ΔEk的测量误差偏大的原因是v的测量偏大造成的，为第（3）问中ΔEp与ΔEk关系的原因判断铺垫。

2命题特色

2.1注重基本规律、基本原理和实验基本技能的考查

2014年第11题第（1）问考查学生的作图能力（力的图示法求合力的大小）。第（3）问考查学生对实验过程的把握和对实验结果影响因素的判断，尽管是以选择题的形式考查，但得分情况仍不容乐观，要求学生具有细致的审题能力和信息加工的能力，会顺势答题。

2015年第11题第（1）问考查学生对小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律实验装置和操作细节的理解，要求学生理解打点计时器的工作原理，先通电后释放的原则，在竖直方向上纸带保持竖直的做法。第（2）问考查纸带处理的实验运算技能，会用极限思想通过平均速度代替瞬时速度。

2016年第11题第（1）问考查学生对ΔEp=mgh中h的理解。应测量释放时的钢球球心到钢球在A点时的球心之间的竖直距离。第（2）问考查学生对ΔEk=12mv2中v的计算，实质仍是极限思想的理解，这两问属于基本原理和基本运算的考查。

2.2注重传统与创新的衔接和过渡，不拘一格设置情景

2014年第11题第（2）问考查学生对非弹性形变背景下的三力平衡的理解。先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发现读数不相同，这表明胡克定律已不适用，传统的F=kx的思维应该摒弃，需要构建新思维。先后两次将橡皮筋拉伸到不同的长度时，读数有可能相同，根据实验过程最终O点和a、b两点在同一条直线上，即前后两次偏离竖直方向上的夹角相同，得出Fa=Fb。

2015年第11题第（3）问考查学生语言组织表达能力。通过观察表格中的数据，体会数据的变化规律，总结出磁铁运动速度的变化情况以及磁铁受到阻尼作用的变化情况，实质是对变加速直线运动的理解，牛顿第二定律是解决问题的理论基础。

2016年第11题第（3）问考查学生对数据的敏感程度和数据分析能力。表中的ΔEp与ΔEk之间存在差异，且ΔEp小于ΔEk，这绝对不是由于空气阻力造成的（本实验空气阻力会使ΔEp大于ΔEk），使得学生再次回归实验装置和实验过程，寻找ΔEk大的原因（实质是v的测量偏大）。从传统思维到创新思维的演变要紧跟实验装置的特点和实验数据的获取过程，决不能盲目的凭经验主义，不假思考的死记硬背式的答题。

2.3注重开放性问题的设置，激发学生的兴趣

2014年第11题第（4）问考查验证力的平行四边形定则实验的注意事项，该问题具有开放性。学生可从实验器材的角度（橡皮筋的选择），实验操作的角度（水平力缓慢移动），实验改进的角度（改用弹簧称或力传感器）作答，只要合情合理就行。

2015年第11题第（4）问考查学生的对比思维能力。铜管更换为相同尺寸的塑料管，结果磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同，这表明塑料管对磁体没有任何影响，没有电磁阻尼作用，对比实验的结果得出的结论实质是对法拉第电磁感应的理解。

2016年第11题第（4）问考查学生对实验的改进建议，在理解实验误差产生原因以及v的测量偏大的原因的基础上，才能提出可行性建议。分别测出光电门和球心到悬点的长度L和l，计算ΔEk时，将v折算成钢球的速度v′=lLv。

3备考策略

3.1加强对力学实验基本原理和常规设计方案的理解

力学实验有以下4个实验：①实验探究：速度随时间的变化规律；②实验探究：力的平行四边形定则；③实验探究：加速度与物体质量，物体受力的关系；④实验探究：机械能守恒定律。4个实验中①③④都与打点计时器有关，所以关于纸带处理和打点计时器工作原理及使用注意事项要倍加关注，同时还要关注物理思想，如实验②中等效替代的思想，实验③控制变量的思想，实验④中转化的思想。

3.2加强对力学实验考查细节的关注

实验①纸带处理时应关注瞬时速度和加速度计算时时间间隔t的计算，不能盲目的误以为t=0.02 s或t=0.10 s。实验②弹簧测力计读数时应关注估读问题。实验③应关注是否需要平衡摩擦力以及怎样才能恰好平衡摩擦力。实验④数据处理时应关注空气阻力对实验的影响。

3.3加强对力学实验常规设计方案和创新设计方案的比较分析

实验②有教材常规设计方案的构建（结点O的位置同一次实验前后保持一致），也可在常规设计方案的基础上进行创新设计方案的构建（结点O的位置前后两次实验可以不一致），不管怎样，都是共点力作用下的三力平衡问题，通过力的图示构建平行四边形。

实验③可利用木板模型完成实验（需要平衡摩擦力且满足mM），也可以利用气垫导轨完成实验（不需要平衡摩擦力但要满足mM），还可以借助传感器测量小车受到的拉力（不需要满足mM），故要结合具体的实验器材和实验过程具体分析。

实验④可利用自由落体运动，也可利用竖直上抛运动探究单个物体的机械能守恒。利用自由落体运动研究时，会出现ΔEK<ΔEP的结果，利用竖直上抛运动研究时，会出现ΔEK>ΔEP的结果。不管怎样，都是空气阻力的影响，故应选择密度大体积小的重锤为实验对象，在误差允许的范围内机械能守恒。实验④还可借助连接体模型探究系统的机械能守恒，仍要具体问题具体分析，不能死记硬背。

收稿日期：2016-08-25